圖形工作站作為專業級圖形設計工具，在企業的產品設計部門扮演著非常重要的角色。圖形工作站以其超強的圖形處理能力著稱，與各種三維軟件平臺都有著非常好的兼容性。在圖形工作站發展的早期，由于硬件性能限制僅能對簡單的圖形進行運算處理，經過30年的發展，圖形工作站已經能實現對復雜三維模型進行CAD\CAE的應用處理，展望未來，隨著中國制造企業由中國制造到“中國智造“的跨越，圖形工作站將變得越來越必不可少。
一、圖形工作站前世今生
自1946年世界第一臺計算機ENIAC誕生起，經過30年的不懈努力，到上世紀70年代操作系統和芯片技術已得到長足發展，此時，Unix操作系統已走出貝爾實驗室并商業化，intel 8080芯片也于1974年推出，這一切都為次年世界第一臺個人計算機Altair登臺亮相創造了條件。1975年，正是Altair的出現使得當時還在哈佛上大二的比爾.蓋茨決定放棄學業投身到即將到來的IT革新浪潮中來。很多至今都引領著業界的IT巨頭都誕生于這一時期，如微軟、蘋果和甲骨文。
20世紀70年代中期，IT公司如雨后春筍般的誕生，軟件需要找到適合運行的硬件平臺，硬件商需要為平臺尋找合適的軟件，我們稱這一時期為個人計算機軟硬件的磨合期。正是經歷了這幾年軟硬件磨合期，到80年代初，定位于特定應用的個人計算機才得以走入人們生活，真正意義上的圖形工作站也于這一時期誕生。
1、圖形雙星之初創歲月（1982～1985）
1982年，兩家重量級圖形工作站廠商成立，它們是 SGI和SUN。業界將SGI稱為圖形工作站發展的鼻祖， 因為SGI是最早專注于圖形工作站研發與制造的廠商。1982年，James Clark博士創建了SGI公司，在此一年前，James Clark博士發明了幾何圖形發生器，這是一組可加速模型建立的定制芯片，能以硬件來加速圖形的幾何變換，減輕中央處理器對圖形處理的負擔，特別適用于對CAD、CAE、CAM等應用的圖形處理，這也是最早的3D幾何圖形引擎，它的發明為圖形工作站的出現奠定了基礎。同年，SUN在斯坦福大學的宿舍里成立，并于當年7月推出了Sun one圖形工作站，兩家公司的共同之處是創始人都是技術出身且都以圖形工作站作為立足之本。
圖1 Sun one工作站
20世紀80年代初，圖形工作站的出現使得市場對該產品的需求空前強烈，IBM、DEC等硬件廠商紛紛加入對這一市場的爭奪。1983年，IBM宣布開發基于ROMP架構處理器的工作站，同年SGI也推出了第一款圖形終端IRIS 1000系列，并與次年4月正式推出業界首款3D圖形工作站——IRIS 1400，與此同時，MIPS微處理器的出現也激發圖形工作站廠商開發自己的RISC處理器。1985年SUN開始SPARC處理器的研發工作，在此之前，包括SUN在內的眾多圖形工作站廠商都依賴于摩托羅拉的芯片供應。
圖2 IRIS 1000系列
2、RISC/Unix時代的百家爭鳴（1986～1993）
由于早期的圖形工作站處理器很多都有摩托羅拉公司提供，這使得圖形工作站的同質化問題日趨嚴重，為扼守住自己的一塊蛋糕，包括SUN、SGI、IBM在內的廠商都著手開發自己的RISC處理器和UNIX操作系統，試圖通過打造封閉式圖形工作站來保證客戶群體不至流失，同時賺取高額的利潤。正是這一思維為之后Wintel聯盟的崛起買下伏筆。
1986年是圖形工作站發展史上值得紀念的年份，這一年IBM發布了RISC架構的Unix計算機——RT PC，并為該機型搭配了AIX系統，AIX是基于INTERACTIVE Systems公司的IN/ix（第一個商用UNIX）開發的。同年，惠普公司的RISC芯片PA-RISC發布，型號為PA-8000，在此之前，惠普已推出HP-UX操作系統。1987年，SUN與TI公司合作開發的SPARC處理器正式亮相，這是業內第一款有可擴展功能的RISC架構微處理器，但第一個應用SPARC處理器的SPARCstation1工作站直到1989年才發布。這一時期，SGI并沒有發展自己的處理器，只是放棄了摩托羅拉的68000，轉而使用MIPS的處理器產品，1992年MIPS被SGI收購，從而正式將MIPS處理器納入旗下。
圖3 SPARCstation 1
到90年代初，IBM、HP、SUN、SGI都發展了了各自的處理器和操作系統，IBM是POWER+AIX，惠普是PA-RISC+HP-UX，SUN是SPARC+Solaris，SGI是MIRS+IRIX。除這四家之外，DEC發展了自己的Alpha處理器。
（1）IBM：POWER+AIX
POWER是Performance Optimization With Enhanced RISC的縮寫，即以加強的RISC實現性能優化。該處理器最早出現在RS/6000系統上，RS/6000是IBM在1990年推出的一個RISC架構的服務器（POWERserver）、工作站(POWERstation)和超級計算機(POWERParallel)家族，用以替代IBM RT計算機平臺，也是第一個使用POWER處理器的計算機系統。自1986年發布AIX系統到POWER處理器的推出，AIX已從一個技術工作站平臺發展為一個真正的服務器操作系統。
圖4 IBM RS/6000系列
RS/6000系統的前身是1986年推出的RT PC，這是世界上首臺RISC架構的UNIX計算機，也是IBM推出的首臺具備CAD設計能力的圖形工作站，RT PC配備無浮點計算能力的32位ROMP處理器，可實現對CATIA、AUTOCAD等CAD程序進行圖形處理。
從RT PC到RS/6000，IBM實現了從單線產品到系列產品的轉型，即由工作站發展為包括工作站、服務器和超級計算機在內的系列家族，通過不斷優化POWER處理器架構以及升級AIX操作系統來提升RS/6000系列產品性能，從而在圖形工作站領域攻城略地，在IBM工作站發展戰略中，IBM讓AIX操作系統只能運行在POWER系列處理器上，雖然1996年微軟也曾發布過可運行在RISC SYSTEM/6000上的NT 4.0操作系統，但很快PowERPC版本的Windows NT系統就被取消。到2000年，IBM直接將RS/6000改名為eServer pSeries，自此IBM再無發布基于RISC架構的UNIX工作站產品。
（2）HP：PA-RISC+HP-UX
PA-RISC是惠普基于RISC架構的處理器系列，它首次出現于1986年，第一款芯片的型號為PA-8000，之后陸續推出PA-8200、PA- 8500、PA-8600等型號，64位微處理器PA-8700于2001年上半年正式投入服務器和工作站的使用。HP-UX是惠普1984年發布的專有的Unix操作系統，目前最新版本為HP-UX11iv3。
圖5 HP 300系列
惠普是最早推出工作站產品的廠商之一，甚至先于IBM。早在1968年，惠普就推出了HP 9100A，但這是一款定位于科學計算的工作站，并非圖形工作站。該產品使科學家不必使用大型計算機即可進行復雜的計算。1977年，惠普又推出了HP 9845A，這是一款定位于科學計算和工程應用的工作站，集成了12英寸CRT顯示器，并為工作站搭配了圖形卡，但該產品依然不能歸結為真正意義上的圖形工作站。惠普真正意義的圖形工作站出現在1985年，當時惠普推出了首款HP 300系列工作站，并為該類型工作站搭配了HP3D顯卡引擎，這也是惠普推出的首款具備一定三維處理能力的圖形工作站，該產品搭配的就是HP-UX操作系統。
1989年，惠普收購阿波羅電腦公司，隨后阿波羅的Unix操作系統Domain/OS也被應用到惠普工作站。1996年后，隨著Wintel聯盟的崛起，惠普還推出了XA-S系列工作站，2002年之后發展為XW系列圖形工作站。此后，惠普再無發布任何基于Unix架構的圖形工作站產品，到2009年，惠普新一代Z 系列圖形工作站推出，XW系列正式功成身退。
（3）SUN：SPARC+Solaris
SPARC是Scalable Processor Architecture的縮寫，即可擴展的處理器架構。1984年，Sun工程師中的一個小團隊開始研發被稱為SPARC的32位RISC處理。三年后，第一款名為“Sunrise”的SPARC處理器誕生，這款處理器采用0.8微米工藝，主頻只有16MHz，當時被應用在一對20000門的富士通gate-array芯片上，供給Sun 4/260工作站做動力。第一款SPARC處理器規格雖然和現今的處理器無法相提并論，每秒僅可處理1000萬個指令，但是這比當時的復雜指令集計算機(CISC)處理器要快三倍。
圖6 SPARC產品路線圖
SPARC處理器原本就是為SUN工作站專門設計的，之后被廣泛應用到SUN、富士通等制造的大型SMP服務器上，Solaris操作系統也是SUN公司專為SPRAC架構處理器設計的系統，除Solaris外，NeXTSTEP、Linux、FreeBSD、OpenBSD、NetBSD等系統也提供SPARC版本。從1987 年SPARC處理器發布到2009年甲骨文收購SUN，SUN共發布了9代28款SPARC處理器，2007年8月推出的UltraSparc T2是SUN最后推出的SPARC處理器。盡管市場銷售情況非常好，但終究未能扭轉被收購的命運。
Solaris是SUN為自己的工作站專門開發的操作系統。1982年SUN推出了第一臺工作站，為了給工作站搭配一個合適的操作系統，1983年SUN在UNIX System V基礎上開發了SunOS，8年后，該系統改名為Solaris。早期的Solaris只能運行在SPARC平臺上，SUN公司通過捆綁Solaris和SPARC，使得工作站性能大大增強，但價格卻較高。到90年代中期，隨著x86平臺技術的發展，Solaris才開始支持x86和x64平臺，在版本2.5.1的時候，Solaris曾經一度被移植到PowERPC架構，但后來在版本正式發布時又被刪去。目前最新的版本為Solaris 11。
（4）SGI：MIPS+IRIX
SGI成立于1982年，在當今的計算機界，SGI 的名字雖不如IBM、HP那樣有名，但其產品和技術在圖形和高性能計算領域有著其他產品無法替代的地位。SGI公司早期便致力于圖形卡的研究和制造，之后便開始生產圖形工作站產品。1983年SGI推出了第一批圖形終端IRIS 1000，并在1984年推出了第一臺3D圖形工作站IRIS 1400，采用的是摩托羅拉公司的68000處理器。之后SGI決定放棄使用摩托羅拉產品轉而采用MIPS公司的R2000產品，并于1987年推出了第一批RISC工作站，1992年SGI收購MIPS，從而將MIPS處理器收歸旗下。
1988年，SGI為工作站開發了IRIX操作系統，這是一種基于UNIX System V開發的系統，只能運行在MIPS架構工作站上，與AIX、HP-UX、Solaris等UNIX操作系統不同，IRIX融入了更多的圖形元素在里面，其中就包括IRIX GL程序，后來該程序演化為圖形工作站的標準圖形庫OpenGL。
回顧SGI的圖形工作站發展歷程，早期依賴摩托羅拉的M680x0平臺，1986年后轉到MIPS平臺，為打造軟硬一體化工作站平臺，1992年SGI收購了MIPS公司，但由于管理層犯下致命錯誤，1998年MIPS再次從SGI獨立出來，隨之SGI將全部身家壓在安騰處理器上，這一戰略最終決定了SGI的命運，2006年，SGI這個在圖形工作站獨領風騷的公司被名不見經傳的Rackable以2500萬美元收購，一代鼻祖就此終結。
圖7 SGI產品發布路線圖
3、Wintel崛起，英雄遲暮（1994～至今）
20世紀80年代，當幾乎所有的主流個人計算機都被RISC處理器和UNIX操作系統占據時，有兩家公司正在走著一條不同的路，它們就是英特爾和微軟。英特爾處理器是基于CISC指令架構，由于早期的英特爾芯片名稱都是“86”結尾，后來人們習慣稱英特爾處理器為x86架構，而微軟當時正在著手開發一種有著圖形界面的操作系統Windows。在UNIX和RISC一統天下的時代，無論是運算效率還是應用性能，當時英特爾和微軟產品并不占優。正基于于此，沒有敵手的圖形工作站廠商們試圖打造各自的封閉式系統，以維持高額的利潤，正是這樣一種思維為日后Wintel聯盟的崛起創造條件。
（1）1994～1996：轉守為攻
上世紀80年代，高端計算機市場基本是RISC/UNIX的天下，在當時由于UNIX操作系統發展已相對成熟，RISC處理器的性能也要優于英特爾的x86產品，當時的微軟和英特爾根本無力介入高端計算機市場，這種情況一直持續到上世紀90年代，轉折點就在1994年。1994年微軟發布了Windows NT 3.5，該系統共推出了兩種版本：工作站版本和服務器版，從而開啟了與RISC/UNIX陣營在工作站及服務器市場的爭奪戰。同年3月，英特爾發布了奔騰處理器，正式告別數字命名時代。
圖8 Windows NT 3.5
奔騰處理器是x86系列的革新性產品，相對之前的486產品其晶體管數量大幅提高，并增強了浮點運算功能，將工作電壓降低至3.3V。自此之后，微軟和英特爾加大力度對新品的開發和升級，為進一步拓展高端工作站和服務器市場，1996年微軟又推出了融入了IE瀏覽器的Windows NT 4.0，一共四個版本，分別是工作站版、終端服務器版及兩個服務器版。Windows NT 4.0提供文件和打印服務，能運行客戶機/服務器應用程序，內置Internet/Intranet功能，為配合微軟戰略，英特爾在1997年初再次更新其奔騰產品線，發布了新一代奔騰MMX處理器，該處理器在x86指令集中增加了57條多媒體指令，專門用于對視頻、音頻以及圖形圖像數據的處理。
從NT操作系統發布到奔騰處理器的推出，在1994到1996的三年時間里，微軟和英特爾密切合作在工作站和服務器市場攻城略地，價格居高不下的Unix工作站以及封閉的體系架構都減弱了 RISC/UNIX陣營對Wintel聯盟的反擊力度，而隨著x86處理器性能提升以及 Windows操作系統功能進一步完善，固步自封的UNIX/RISC已認識到形勢之危機。
（2）1997～2002：局勢逆轉
據IDC調研統計，1996年全球RISC架構的小型機占據了78%的市場份額，而x86架構小型機僅占22%，這一年實力的天枰依然UNIX陣營傾斜，但這種傾斜角度卻正在發生變化。
圖9 Intel奔騰2處理器
1998年英特爾面向中高端工作站及服務器市場推出了奔騰2至強處理器，至強是英特爾引入的新品牌，取代之前所使用的Pentium Pro品牌，緊隨其后微軟也發布了Windows 98操作系統，兩家再次聯手對Unix陣營發起了猛攻。同年，DEC率先倒下了，這家成立于1957年的公司是圖形工作站領域的元老之一，由于敵不過殘酷的市場競爭終被康柏收購。上世紀80年代，DEC曾匯聚了業界最優秀的軟硬件人才，憑借超前的軟硬件技術在小型機市場與IBM分庭抗禮，但由于創始人肯?奧爾森的錯誤堅持而導致精英流失，最終淪落被收購的命運。
同時，隨著互聯網泡沫式發展，SUN身價卻水漲船高，因為SUN推出互聯網時代最為流行的語言Java，這也使得互聯網服務商優先考慮SUN的產品，到2000年SUN的市值接近2000億美元，然而好景不長，隨著互聯網泡沫的破滅，到2001年底，SUN的市值就跌倒了不到400億美元。盡管之后SUN推出了一些不錯的技術和產品，但終究敵不過性價比更占優的x86產品，在很多新興國家，互聯網才剛剛起步，x86產品在這些國家更受歡迎，即便在歐美比較成熟的市場，很多用戶也開始嘗試接受操作更方便且性價比更高的X86產品。
（3）2002～至今：勝者為王
1998年DEC被康柏收購，三年后康柏又被惠普收購。2006年SGI被Rackable收購。2009年甲骨文收購SUN。IBM自2002年后就再無推出任何Unix工作站，曾經風光無線的圖形工作站先驅們相繼湮滅于歷史長河之中。放眼望去，今天的圖形工作站市場已被x86產品所主宰。自1996年首次推出英特爾處理器工作站后，惠普便開始了由Unix向X86的轉型，戴爾早在1998年也推出了首臺Precision 410圖形工作站，到2007年，后起之秀聯想也加入了這一市場的角逐，這場戰役以Wintel陣營完勝UNIX/RISC陣營而告終。
二、X86時代的三足鼎立
1、惠普工作站
作為全球最大的PC廠商，自1996年推出首臺基于奔騰處理器的工作站以來，惠普工作站的市場份額就一路攀升，到2002年，惠普完全放棄RISC架構產品線，專注于X86工作站的產品開發，并推出XW系列產品，從那時算起惠普X86圖形工作站整整走過十個年頭，據e-works初步統計，這十年時間惠普共推出了近百款圖形工作站產品及相關解決方案，除圖形工作站外，惠普還開發了與此相關的技術和產品，如DreamColor專業顯示器、虛擬工作站以及相關的增值軟件。
XW系列工作站是惠普第一代x86圖形工作站，該系列產品共推出大約20款不同型號產品， 2006年惠普還專門發布了HP xw25P刀片工作站，這是惠普至今發布的唯一一款刀片工作站。XW系列圖形工作站主要以英特爾至強處理器和AMD皓龍處理器為主，XW系列圖形工作站是惠普最成功的產品線之一。
2007年惠普在發布了xw4600、xw6600、xw8600三款產品后，該系列產品正式宣告退出舞臺，取而代之的是惠普重點打造的Z系列工作站，在此之前，惠普還發布了兩款移動工作站Compaq 8510w和Compaq 8710w，以及業界首款專業顯示器DreamColor LP2480。DreamColor是惠普一個具有突破性的技術，普通的顯示器最多只能顯示1600萬種色彩，但DreamColor顯示器卻能顯示10億種色彩。DreamColor技術是利用色彩引擎，通過三色LED提供全色譜的顯示來實現的。在對于色彩顯示度要求較高的行業，如攝影和動漫，DreamColor專業顯示器能提供更為逼真的顯示效果，拉近虛擬與現實的距離。
2009年4月，惠普精心打造的Z系列工作站正式亮相，首先發布的是Z400、Z600、Z800，均采用英特爾Nehalem架構至強處理器。新品最大的變化在于拉絲金屬質感的外觀和模塊化的內部設計，用戶無需任何工具就可以拆卸和安裝。Z系列工作站的設計理念源自于寶馬高端Z4的演變。同年10月，惠普還推出了基于Z800工作站的虛擬化解決方案以及環工作站解決方案。
在制造企業，往往會因為設計模型的大小不一而導致在進行小模型設計時工作站性能閑置，而在進行較大模型設計時工作站性能不足，特別在對模型進行渲染和有限元分析時，工作站往往性能不足。為此，惠普專門針對兩種不同情況推出了相應的解決方案。
Parallels Workstation 4.0 Extreme是基于Z800的虛擬化解決方案，定位于中小型企業。該解決方案適合中小模型的產品設計，該解決方案利用Parallels FastLane架構技術，通過虛擬化CPU和超大內存來創建高性能虛擬機，使用戶能在惠普Z800工作站上同時運行多個操作系統和應用。在制造業，企業可以在惠普Z800工作站上同時運行多個操作系統和CAD軟件。
針對超大模型渲染或仿真分析過程中的工作站性能不足問題，惠普推出了環工作站解決方案。該解決方案能在不影響單臺工作站性能的前提下，將企業的多臺工作站的閑置資源整合起來，形成一個大的性能資源池，利用這些匯聚起來的閑置性能來加速對超大模型的渲染、裝配和分析工作，從而有效的縮短產品的設計周期。
圖10 HP Z1工作站
從2010年開始，每年的第二季度惠普都集中推出工作站新品，目前最新的產品是Z220、Z420、Z620、Z820，值得一提的是2012年初，惠普推出了一體式工作站 Z1，將主機和顯示器融合到了一起，該產品主要定位桌面應用，超大顯示屏能讓工程師的設計過程更為清晰，較之移動工作站，惠普Z1一體式工作站并不便攜的特點使得其有很好的安全性，特別對于桌面空間有限且安全性要求高的環境特別適用。
圖11 惠普最新一代圖形工作站
惠普數字工作臺
2011年10月，惠普在北京舉辦了媒體答謝會，會上e-works記者就工作站的同質化問題請教了惠普中國區副總裁桃樂姍女生，就此問題桃樂姍談到，惠普數字化工作臺理念的提出正是為了打破這種同質化束縛，純粹從硬件配置觀察，各廠家的工作站產品的確區別不大，但各廠家在軟件以及增值服務上的經營力度是不一樣的。近年來，惠普的工程師不斷總結來自用戶的反饋，設計并開發出適合用戶需求的軟件產品，如HP RGS遠程圖形軟件利用HP2壓縮算法幫助工程師實現遠程協同及設計；HP SkyRoom可以幫助工程師實現全面改進的虛擬合作環境，在一個經濟、易于安裝的合作應用中共享三維應用以及媒體內容；HP Performance Advisor能根據用戶的不同應用需求進行設置，從而最大限度的釋放惠普工作站性能。對比目前三家工作站廠商在增值軟件的投入，惠普的力度無疑是最大的。另外，惠普還開發了DreamColor專業級顯示器，超過10億種色彩顯示能力可以讓圖形工作站的顯示更為逼真。
表1 惠普工作站發布時間
2、戴爾工作站
1998年戴爾就推出了Precision 410圖形工作站，Precision的英文表述就是“精密”，當年獲得奧斯卡獎的《黑客帝國》就由32臺Precision 410工作站參與渲染與制作。Precison 410工作站采用了奔騰3處理器、64M內存和6.4GB硬盤，已是當時市場上比較高端的配置，由于當時并沒有獨立的顯示芯片，圖形處理完全依賴于處理器。2000年，戴爾又接連推出了三款第二代圖形工作站，分別是Precision 220、Precision 420、Precision 620，三款產品最大的改進在于搭配有用于專門進行圖形處理的顯示芯片，這得益于專業圖形芯片廠商的發展。2001年戴爾又繼續推出了第三代工作站Precision 530以及第四代工作站Precision 340，并于年底推出了業界第一款移動工作站M40，從而跨入移動工作站時代。
2007年戴爾為分別重新命名圖形工作站產品線，并推出Precision M2300、Precision M4300、Precision M6300和Presicion T5400、Precision T7400五款產品，這為戴爾在當年工作站市場份額爭奪戰中取得勝利奠定了基礎，到2009年第一季，戴爾工作站在全球市場占有率達到了42.3%，穩居圖形工作站市場頭把交椅。但自此到2011年，戴爾再沒有推出任何工作站新品。
2012，王者歸來
2012，傳說中的世界末日之年，戴爾工作站卻從涅盤中獲得重生。今年5月，沉寂三年之久的戴爾面向全球發布了四款新一代圖形工作站，從入門級到高端分別是：T1650、T3600、T5600、T7600。較之前代產品，新品有著諸多革新，如模塊化機箱設計、前置可移動硬盤、免拆裝電源以及獨特的排風設計，散發著設計與感官之美。新品均采用了英特爾至強E5處理，內存融合了戴爾自主研發的職能糾錯內存技術，能夠在BIOS級別消除幾乎所有的內存錯誤，這項技術通過智能檢測來糾正內存錯誤并防止系統重啟時再次讀取損壞扇區的數據。
圖12 戴爾新一代圖形工作站
值得一提的是，戴爾還推出了一套基于Precision T7600工作站的遠程訪問技術，通過將Precision T7600工作站安裝在標準的戴爾PowerEdge服務器機架上，再利用Precision FX100零客戶端遠程接入，這樣企業就能遠程訪問工作站，從而為用戶提供一個安靜而寬敞的工作環境。
表2 戴爾工作站發布時間
3、聯想工作站
2007年底聯想面向全球首次推出了圖形工作站，ThinkStation S10和ThinkStation D10，這是聯想2005年收購IBM的PC業務以來首次發布Think系列新品。ThinkStation S10是一款面向入門級及中端應用的圖形工作站，搭配了英特爾酷睿處理器以及Quadro FX1700專業圖形顯卡，ThinkStation D10則是面對中高端圖形應用的產品，搭配英特爾至強處理器并配有Quadro FX4600專業圖形顯卡。2008年聯想又推出了兩款移動工作站ThinkPad w500和ThinkPad w700，從而開啟了與惠普、戴爾在圖形工作站市場的全面戰爭。
圖13 ThinkPad W701ds
2010年，聯想推出了業界首款雙屏工作站ThinkPad w701ds，該產品除了有一個17英寸的主屏外，還有一個10.6英寸的副屏，并搭配有獨立的數字鍵盤、Wacom手寫板以及彩色校準器等。雙屏工作站的優勢在于工程師在設計過程中能用主屏顯示需要編輯或操作的零件，而將用不到的一些界面或圖標統統拖動到小屏上。今年５月，聯想最新一代圖形工作站正式推出，包括ThinkStation S30、ThinkStation D30和ThinkStation C30。新品均采用了英特爾至強E5-2600/1600處理器，并搭配有NVIDIA最新一代Quadro顯卡，支持PCI Express 3.0，較之上一代性能有大幅提升。
圖14 聯想最新一代圖形工作站
聯想Maximus
2011年底，聯想與英偉達聯合發布了Maximus工作站解決方案，將Tesla與Quadro整合到一臺工作站上，通過統一的驅動程序，使得工作站在面對不同的應用場景時，能根據應用的計算特點選擇不同的加速卡。在進行圖形設計時，系統會自動調用Quadro卡的計算資源，在進行CAE分析時，系統會自動調動Tesla的計算資源，工程師可以一邊做設計，一邊做分析或渲染，從而大大縮短產品的研發周期。
表3 聯想工作站發布時間
三、圖形工作站未來趨勢
圖形工作站發展到今天，性能基本能滿足絕大部分中小制造企業的應用需求，但在較大的制造企業，如重工、機械、航空航天，即便是目前市場上頂級圖形工作站也無法滿足需求，這使得圖形工作站在制造企業面臨這樣一種應用現狀，即在中小型制造企業性能有余，在大型制造企業性能又不足。因此，如何解決性能與需求之間的矛盾是圖形工作站未來發展必須解決的問題。
其次，隨著中國制造向“中國智造”的轉型，擁有自主創新能力和自主知識產權的制造企業將越來越多，基于知識產品的保護也將越來越嚴格。圖形工作站作為一種設計工具，所承載的數據是企業的核心資產，一旦數據外泄，會嚴重影響企業的核心競爭力。利用傳統的加密及權限管理方式并不能完全保證數據安全。隨著圖形工作站性能進一步提升，以及桌面虛擬化技術的發展，基于瘦客戶端的遠程協同設計可以徹底解決數據安全問題，并大幅降低企業的圖形工作站購買成本，可謂一舉雙得。
第三，制造業需要設計產品，這就使得制造企業的CAD/CAE應用普及程度要高于其它任何行業，隨著市場競爭節奏的加快，企業必須縮短產品設計周期以適應快速變化的市場需求，這對圖形工作站的計算能力提出了更高要求。
第四，更強的色彩顯示能力是圖形工作站顯示器未來的發展方向之一。隨著圖形工作站性能的不斷提升，顯示器必須能支持更大的色域，保證設計效果更接近實際效果。
由此，e-works總結出了未來圖形工作站發展的四大趨勢，針對四大趨勢，下面來談談與之相關的解決方案。
1、將虛擬化技術融入到圖形工作站
虛擬化是目前IT業界最熱門的技術之一，通過打破硬件與軟件之間的緊耦合狀態，實現應用與性能的分離。同時，虛擬化還能整合異構的硬件及網絡資源并形成一個大的性能資源池，通過虛擬化管理軟件實現需求與性能的自動化按需分配和調用，將虛擬化技術融入到圖形工作站能從根本上解決性能不足或閑置問題。
惠普在2010年就推出了環工作站解決方案和Parallels Workstation虛擬化解決方案。所謂環工作站解決方案就是將多臺惠普工作站組建成一個集群，同時在保證用戶單臺工作站應用不受影響的前提下，能將集群中工作站的閑置性能聚合成一個大的性能資源池，利用匯聚閑置資源池，企業可以對超大模型體進行虛擬仿真以及CAE應用分析等工作。
Parallels Workstation虛擬化解決方案則是基于單臺高性能工作站的虛擬化解決方案，例如對于快速發展型中小制造企業，隨著業務規模不斷擴充，其產品設計需求也在不斷發生改變，對圖形工作站的性能需求也隨之變化，有時剛購置的工作站就很快無法滿足應用需求。惠普Parallels Workstation虛擬化解決方案能徹底解決這類問題,通過Parallels Worskstation 4.0 Extreme軟件，用戶能在同一工作臺上的多個操作系統中運行設計和模擬軟件，加快設計、模擬和可視化創作的速度。相當于多個用戶能共享同一臺工作站資源進行應用設計。這樣不但能解決性能與需求之間的矛盾，而且能大幅降低企業購置工作站成本。
圖15 惠普Z800虛擬化工作站解決方案
未來，隨著資源節約型和環境友好型社會的發展，企業的系統也必須更為高效和節能，云計算和虛擬化的發展正是這一趨勢的體現，圖形工作站作為企業研發設計的重要工具也必須適應這一趨勢。
2、基于云端的遠程圖形設計
很多制造企業為保證設計數據的安全，也想方設法尋求一種既安全又不影響設計的圖形工作站應用方案。針對這一需求，在剛剛結束的2012戴爾新品工作站發布會上，戴爾推出了基于Precsion R5500機架工作站的遠程訪問解決方案。DELL FX100是一種遠程連接設備，它使用PC-over-IP技術，用戶可以遠程接入到戴爾Precision R5500機架式圖形工作站上查看并修改設計，DELL FX100能同時支持多個瘦客戶端訪問。
除戴爾外，惠普也推出了類似的解決方案，HP RGS也是一種遠程圖形工具軟件，利用惠普獨有的HP2 壓縮算法，能實現對遠端的圖形工作站進行訪問與調用，包括查看和編輯模型。
圖16 基于云端的圖形工作站
未來，隨著中國制造向“中國智造”的轉型，擁有自主創新能力和自主知識產權的制造企業將越來越多，基于知識產品的保護也將越來越嚴格。這種基于云端的遠程圖形設計方案，能有效的規避數據泄露風險。
3、圖形工作站計算將更精細
2011年底，聯想與英偉達在北京聯合發布了Maximus工作站解決方案，這是業界首款將Quadro專業顯卡與Tesla計算卡融合到一臺工作站上的解決方案。2012年，在惠普和戴爾新品工作站發布會上也可以看到這類解決方案。Maximus工作站的理念是圖形計算的精細化，通過將Quadro專業顯卡與Tesla計算卡合到一起，通過識別不同類型的計算數據實現兩張卡的分工協作，以此來達到加速圖形設計的目的。
比如，在進行CAD設計時，工作站會自動調用更多的Quadro卡資源，實現對模型點、線、面的處理；當需要做CAE分析時，就自動調用Tesla進行浮點計算，工程師甚至可以利用Maximus工作站一邊做CAD設計，一邊做CAE分析，設計和分析同時進行，加速產品設計，縮短產品設計周期。
圖17 Maximus工作站
未來，隨著中國制造向“中國智造”轉型，企業將會更多的應用到CAE分析軟件，這對圖形工作站的計算能力提出了更高的要求。根據數據特點來實現對圖形數據的精細化分工計算是未來圖形工作站發展的一大趨勢。
4、工作站顯示器將更專業
顯示器是圖形工作站的重要組成部分，但就目前而言，僅惠普為其圖形工作站搭配有專業級顯示產品。專業顯示器與普通顯示器區別的首先在于面板材質不同，惠普專業顯示器采用的是IPS面板，能支持更大的色域。2010年，惠普還推出了DreamColor專業顯示器，借助HP DreamColor技術，DreamColor顯示器能實現30位色彩精度，提供10億種色彩，這種更大范圍的色域支持能保證顯示器的顯示效果更加接近現實。
圖18 專業顯示器
未來，隨著制造企業產品創新能力的提升，以及市場多樣化和用戶個性化需求的逐漸凸顯，設計過程中工程師對產品色彩的顯示要求將越來越高，而且希望顯示效果與現實產品色彩基本一致。
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本文標題：圖形工作站發展30年
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